新型带式输送机的设计文档格式.docx

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运输能力我国带式输送机最大运量为3000t/h，国外已达5500t/h。

最大输送带宽度我国带式输送机为1400mm，国外最大为1830mm。

带速由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为4m/s，国外为5m/s以上。

工作面顺槽运输长度我国为3000m，国外为7300m。

自移机尾。

第1章　选题背景

1.1　研究状况和生产状况

我国目前自动机械与自动生产线为主的机械装备工业得到了长足的发展，已经形成了有相当规模和—定水平、门类齐全、能基本满足国内需求又有一定国际竞争能力的生产体系。

工农业生产的迅速发展与机械装备工业的机械化和自动化程度不断提高有着极大关系。

可以说没有机械装备工业的机械化和自动化，就没有今天繁荣的工农业生产。

本设计的题目是用于自动化生产线的皮带传送带，产品通过前段生产线将物体送上该装置作为进入提升机的等待段。

在设计过程中，将完成电动机功率的选择、减速器的选择、传送带的设计选用、链传动计算设计等内容。

通过完成本设计将加强对大学所学的知识（包括制图、机械设计、设计工艺等）的理解，有助于巩固和应用四年的基本机械知识，提高设计计算能力，使所学的知识在具体的设计中得到综合训练。

我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。

在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。

如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。

带式输送机在国民经济的众多的机械产品中是一种寿命周期较长的产品，并在诸多行业发挥重要的作用。

这种产品市场的发展是不需论辩的，其每年市场增用量都在上升（1998年世界工业概况）。

从外观上看，作为一种产品，带式输送机又被众多的行业和人认为技术含量较低，因而，无论是该产品的制造商还是业主们都把它的价格作为市场竞争的最重筹码。

于是，近年来，带式输送机价格大战此起彼伏：

行业内企业都经历了残酷价格之争的考验。

价格争斗给这些企业都带来了什么？

价格争斗给市场留下了什么？

怎样才能使企业间的竞争更有益、更有序？

行业协会怎样来参与价格的指导，维护众多企业的利益。

带着这些问题，我们在近一年的时间里，对行业内外的企业及部分用户做了重点调查。

第2章　方案论证

2.1　材料的选择

2.1.1　电梯进口过渡段所用材料的选择　有以下两种方案：

2.1.1.1　比较板链线和皮带线

图2-1　板链线传送机

1　板链　　　　　　　　　　　　　　6　导轨

2　零件料盒　　　　　　　　　　　　7　气管

3　线槽　　　　　　　　　　　　　　8　工位支架

4　工具箱　　　　　　　　　　　　　9　可调脚架

5　拖动链条

当选用板链线时，如图，经过初步的计算和指导老师的提示，我得出这样的结论：

作为提升机进口的过渡段，要求运输线运行平稳，速度均匀，不发生晃动和时快时慢的现象。

所以，由于板链线接头处的半径较之皮带线显得过大，虽然也符合本设计的原始数据的限制，但毕竟不如皮带线的运行平稳。

因为接头处半径过大，则影响运输线的运行速度和流畅度，并且由于此运输线很短，而物料是大型规则几何体，容易造成进口处物料运行不平稳。

也使得设计时选用的参数过大，影响设计成品的占地面积的大小。

图2-2　皮带线图2-3　板链线

另外，选用板链线虽有外形美观，寿命长等优点，但是，皮带线的皮带相对经济一些，且拆卸和清理也比较方便，相比之下，还是选用皮带作为输送带的承载媒介最合适。

因此，本次设计拟选用皮带线作为传输线的承载媒介。

2.1.1.2　对于皮带线动力的选择

比较选用动力滚筒和本案的各自的优缺点。

例如如果选用动力滚筒，维修成本高；

达到一定功率要求的动力滚筒直径较大等。

比较动力滚筒和无动力滚筒，当选用动力滚筒时，较之无动力滚筒，有运行显得过于复杂，并且维修成本很高。

并且，根据本设计题目的要求，如选用动力滚筒，则达到同一功率时动力滚筒采用的直径比无动力滚筒要大得多，所以，在经济实惠的前提下，最好选用无动力滚筒，这样也可以简化设计步骤和缩短设计时间。

2.2　机构设计

2.2.1　机械零件设计的基本要求

机械技术的任务是在当前技术发展所能达到的条件下，根据用户或市场提出的，机械设计应满足以下的基本要求：

（1）使用要求

设计的机械零件应在规定的条件下，规定的寿命期限内，实现规定的功能和效率，有效地实现预期的目的。

（2）经济性要求

机械的经济性要求体现在设计，制造和使用的全过程中，设计时应予以全面综合的考虑。

设计和制造的经济性表现为产品的成本低；

使用经济性表现为产品使用中生产率高，效率高，管理和维护费用低，消耗的能源，原材料和辅助材料较少；

1）提高设计和制造经济性指标的主要途径有：

1采用现代设计方法，实现设计参数最优化，保证产品的可靠性；

2采用标准化，系列化和通用化的零，部件；

3采用新技术，新工艺，新结构和新材料；

4改善林件的结构工艺性，是其用料少，易加工，易装配；

2）提高使用经济性能指标的主要途径有：

1提高产品的机械化和自动化水平，提高产品的使用效率；

2选用高效率的传动系统，降低能源消耗；

3采用更好的防护（如闭式传动，表面防护等）及润滑措施，延长产品的使用寿命；

4采用可靠的密封，减少或消除渗漏现象。

3）劳动保护要求

1是产品操作方便，安全，设计时按照人机工程学的观点尽可能减少操作手柄的数量，操作手柄和按钮等应放置在便于操作的位置，合理地规定操作时的驱动力，操作方式要符合人们的心理和习惯，设置完善的安全防护和保安装置，报警装置和显示装置等。

2改善操作者使用环境。

设计机器应符合劳动保护法规的要求。

降低机器运转时的早声，防止有毒，有害介质的渗漏，对废气，废水和废液进行治理，根据工程美学的原则美化机器的外姓和外部色彩等。

4）可靠性要求

可靠性要求指在规定的使用时间（寿命）内和规定的环境条件下，机械能够正常工作的一定概率，机械的可靠性是机械的一种重要属性。

5）其它特殊要求

对不同的用户，设计的机械产品还要满足一些特殊的要求，比如：

对机床有长期保持精度的要求；

对流动使用的机器（如钻探机械）有便于安装和拆卸的要求；

对大型机器有便于运输的要求；

还有的要满足装潢美学的要求。

即造型美观大方，简洁流畅等。

2.2.2　机械零件设计的一般程序

1）可行性研究

对产品的预期需要，工作条件和关键技术进行分析研究，通过调研，确定设计任务要求，提出功能性的主要设计参量，做成本和效益的估算，论证设计的必要性和先进性，提吃由环境，经济，加工以及时限等各方面所确定的约束条件，提出可行性设计方案。

在此基础上，提出设计任务书。

2）方案设计

根据设计任务要求寻求功能原理的解法，构思原理方案。

产品的功能分析，是对设计任务书提出的产品功能中必须达到的要求，一再低要求和希望达到的要求进行综合分析，即这些功能能否实现，多项功能有无矛盾，相互见能否代替等，最后确定出功能参数，作为进一步设计的依据。

确定了功能参数后，再提出可能采用的方案。

方案设计时，可以按原动部分，传动部分和执行部分分别进行讨论。

讨论产品的执行部分时，首先是选择工作原理。

根据不同的工作原理，可以拟定多种不同的执行机构的具体方案，即使对于同一种工作原理，也可能有集中不同的结构方案。

3）技术设计

按设计方案的目标，完成总体设计几零，部件的结构设计。

完成设计方案的结构化，从技术和经济观点作周密的结构设计和计算。

要完成全套的零件图，部件图和总装配图，编制技术文件和技术说明。

4）改进设计

根据加工制造，样机实验，技术检测，使用操作，产品坚定分析和市场等环节反馈信息对产品作改进设计和技术处理，以确保产品质量，并完善前期设计中的不足

经过上述四个阶段，即完成了产品机械设计的全过程。

机械产品即可投入试生产或批量生产，并进行销售和使用。

2.2.3　机械零件设计的材料选择

作为一个从事机械设计与制造的工程技术人员，如何合理地选择和使用材料是一项十分重要的工作，不仅要保证零件在工作时具有良好的功能，使零件经久耐用，而且要求材料有较好的工艺性和经济性，以便提高生产率，降低成本。

选择材料时应考虑三个原则：

2.2.3.1　材料的使用性能

在设计零件进行选材时，必须根据零件在整机中的作用。

零件的形式、大小以及工作环境，找出零件材料应具备的主要机械性能指标。

零件的工作条件是复杂的。

从受力状态来分析，有拉、压、弯、扭等；

从载荷的性质来分，有静载，冲击载荷、交变载荷；

从工作温度来分，有低温、室温、高温、交变温度；

从环境介质来看，有加润滑剂的，接触酸、盐、等。

根据零件的形状、尺寸、载荷，计算零件中的应力，确定性能指标的具体数值。

2.2.3.2　材料的工艺性

零件都是由不同的工程材料经过一定的加工制造而成，因此材料的饿工艺性能，既加工成零件的难易程度，显然应是选料必须考虑的重要问题。

在选材中，同使用性能比较，工艺性能处于次要地位。

但在某些情况下，如大量生产，这是的工艺性能就可能成为选材考虑的主要根据，金属材料的加工比较复杂，常用的加工方法有铸造、压力加工、焊接、切削加工及热处理，在机械生产中，觉大部分的机械零件都要经过切削加工，因此材料的切削加工性的好坏，对提高产品质量和生产率，降低成本都具有重要意义。

为了便于切削，一般希望钢铁材料的硬度控制在170~230HBS之间。

在化学成分确定以后，可以通过热处理来改善金相组织和机械性能，达到切削加工的目的。

2.2.3.3　材料的经济性

在满足使用性能的前提下，选用零件材料时应注意降低零件的总成本包括材料本身的价格、加工费及其一切所话的费用。

在材料的选择中，碳钢和铸铁的价格比较低廉而且加工方便。

因此在能满足零件机械性能的前提下，选用碳钢和铸铁可降低成本，底合金钢由于强度比碳钢高，工艺性接近碳钢，所以选用底合金刚往往经济效益比较显著。

2.2.4　机械零件结构工艺性

机械零件除了满足工作能力要求外，还要有良好的工艺性。

机械零件的结构工艺性是指零件在制造、装配、维修等方面的难易程度。

它是评价零件结构设计是否合理的重要技术指标，设计的零件在满足使用要求的前提下，如能快速、方便的生产出来，而且生产费用很底，这样的零件成为具有良好的结构工艺性。

因此，零件的结构工艺性应从毛坯制造、热处理、机械加工和装配等几个生产环节加以综合考虑。

2.2.4.1　选择合理的毛坯

零件毛坯的制备方法有铸造、锻造、焊接、冲压等。

毛坯的选择应适合生产条件和规模。

如受里较小的小型零件，可用圆钢直接车制。

结构简单，批量较大的小型零件，可采用冲压或摸锻。

受力较大，较为重要的零件也可采用锻件。

2.2.4.2　结构要简单

设计零件结构时，尽量采用圆柱面、平面等简单形面，同时尽量减少加工面数和加工面积。

加工精度和表面粗糙读选择要合理，零件的加工和表面质量越高，加工费用越大。

因此，在不影响零件使用要求的条件下，尽量降低加工精度和表面质量的要求。

2.2.4.3　便于安装、维修

设计零件结构时，还应考虑装配工艺，应避免或减少装配时的切削加工和手工装配，使装配、拆卸方便。

对于易损零件，在使用中需更换，便于维修，尽量采用标准化零件。

2.2.5　装置结构设计

2.2.5.1　输送带结构设计

图2-4

这是皮带输送带的总体结构设计，它显示了输送带的总体构造，以及其零件之间的关系。

总体构造图的作用是在各个零件都已经制造完成并准备好的时候，能给组装的人一个参考。

2.2.5.2　张紧装置设计

图2-5

张紧装置的作用是使皮带输送带所用的皮带在工作时，处在紧张状态，以免在工作状态下皮带和滚筒之间发生打滑现象，从而影响工作效率。

2.2.5.3　排式卡板设计

图2-6

排式卡板的作用很简单，就是在支承无动力滚筒的机架上固定无动力滚筒的位置。

2.2.5.4　横支承设计

图2-7

横支承的作用是联合机架起到支承其以上所有工作零件的重量的作用。

2.2.5.5　无动力滚筒的设计（φ80）

图2-8

2.2.5.6　无动力滚筒的设计（φ60）

图2-9

2.2.5.7　无动力滚筒的设计（φ40）

图2-10

2.2.5.8　链轮设计（主动链轮）

图2-11

第3章　过程论述

3.1　原始参数：

该传送带承载的重物重量　

＝100kg；

传送带的带速　　　　　

＝0.5m/s；

皮带传送带的基本尺寸长＝2000mm；

　　　　　　　　　　宽＝770mm；

　　　　　　　　　　高＝450mm；

中心距的确定：

其中

由于带传动的应用范围很广，带的工作速度一般为5～25m/s，使用高速环形胶带时可达80m/s；

使用锦纶片复合平带时，可达80m/s。

胶帆布平带传递功率小于500kw，普通Ｖ带传递功率小于700kw。

本次设计中，带速为0.5m/s。

滚筒组：

头部传动滚筒：

＝80mm；

尾部配重滚筒：

中部承重滚筒；

＝40mm；

紧弯轮滚筒：

＝60mm；

承重段：

采用直径为40、60、80mm的三种无动力滚筒，该滚筒按长虹公司的零件标准，在圆筒表面和轴的表面涂上油脂防锈，轴承涂上润滑脂。

圆筒表面需要有明显车削走刀条纹，目的是与环形输送带增加摩擦力，可按0.1mm走刀量车削。

焊接后圆筒两端处喷涂灰白色氨基漆。

轴调质：

HRC28~32。

滚子轴承采用深沟球轴承，型号6202　D＝35mm，d＝15mm，B＝11mm。

3.2　电动机选择

皮带速度　V=0.5m/s

根据指导老师的提示，初步假设链传动机构中的主动链轮的齿数z=14；

从动链轮的齿数z=-17。

其传动比为14/17。

则皮带的运行速度V=1400/9×

14/17×

80/1000×

3.14

≈30m/分

＝0.5m/s

据此推出：

头部无动力滚筒的转速为2rad/s。

皮带与无动力滚筒间的摩擦力取f=0.05

工作拉力　F=mg×

f=120×

10×

0.05＝60N

生产线的传输速度为0.5m/s

∴辊子的功率为：

P=FV=60×

=10W

轴的传动效率为：

选η1=0.97则P1=P/η1=10.309W

链轮的传动效率为：

选η2=0.96则P2=P1/η2=10.739W

链条的传动效率为：

选η3=0.96则P3=P2/η3=11.186W

电动机一端的链轮的传动效率为：

取η4=0.96则P4=P3/η4=11.652W

确定电机选型

查表3.2-7工况系数KA

从动机械特性

驱动机械特性

平稳运转

轻微冲击

中等冲击

严重冲击

1.0

1.4

1.8

1.1

1.5

1.9

1.3

1.7

2.1

表3.2-10多排链排数系数Km

排数m

1

2

3

4

5

6

排数系数Km

1.75

2.5

3.3

4.0

4.6

考虑到负载要平稳的运行，但是由于有一定冲击，所以我取工况系数KA=1.4。

所以设计功率：

Pd=

查表3.2-7，取Ka=1.4

查图3.2-7，取Kz=0.78

查表3.2-10，取Km=1.75

=

=6.24W

所以选用WB100-WD-9-250浙江永嘉减速器

图3-1　WB微型摆线针轮减速器及其基本尺寸

该减速器是浙江永嘉生产的WB（铝合金）微型摆线针轮减速器，该减速器使电动机和减速器一体的减速器。

根据求负载转矩公式TL=9.55

所以有TL=9.55

=（9.55x0.97x0.96x0.96x0.96x60x

）/1500

=0.05463834624≈0.0546N.M

功率：

0.37KW；

减速比：

9；

实际输出转速：

155r/min；

实际的速比：

9.65；

输出扭矩20.40N.M。

而由启动转矩的公式Tst=λst×

TN（一般λst=1.0～1.2）

所以Tst=λst×

TN=1.2x20.4=24.48N.M　≥TL

3.3　链轮的设计

3.3.1　链条的选型

由于在装置中，链条是用来传递动力，所以在这里我选用传动链。

同时考虑到强度的要求，所以这里用单排滚子链。

3.3.2　选定链轮的齿数

考虑到装置的设计速度较慢，所以在小链轮与大链轮的齿数选用相差较小。

所以在这里选用齿数为14和17的链轮，主要是考虑到后面选用电机。

即Z1=14；

Z2=17

确定链节数Lp

初定中心距a0=77p。

所以节数Lp为:

链条的节距p

由设计功率：

查表3.2-7，取Ka=1.4

查图3.2-7，取Kz=0.78

选择滚子链型号为08A，其节距为15.875

确定链长

和实际中心距

中心距减小量

实际安装中心距

取

求作用在轴上的压力

工作拉力

工作平稳，取压轴力系数

轴上的压力

；

根据链速

链节距

。

链传动选择人工定期润滑方式。

滚子链有A和B两种系列。

要设计链轮就要根据链条来设计，所以在这里选用了A系列的滚子链，链条的节距为15.875mm。

下面是摘录的A系列滚子链的基本参数及主要尺寸，

表3.2-3A系列滚子链的基本参数及主要尺寸

链号

节距

P（mm）

排距

Pt

（mm）

滚子外径

d1max

内连节内宽

b1min

销轴直径

d2max

套筒内径

d3min

内链节外宽

b2max

外链节内宽

b3min

销

轴长度

单排

b4max

双排

b5max

三排

b6max

08A

15.875

7.95

7.85

3.96

4.01

11.18

11.23

17.8

32.3

46.7

销轴止锁端加长量

b7max

链条通道高度

h1min

内链板高度

h2max

外链板与中链板高度

h3max

弯链板尺寸

极限拉伸载荷

Qmin（KN）

单排

质量

Q

（kg/m）

外侧凹坑

半径

l1min

内侧凹坑半径

l2min

间隙

cmin

双排

三三排

3.9

12.33

12.07

10.41

5.28

6.10

0.08

13.80

27